电解时的电极反应名师编辑PPT课件.ppt

§2 电解时的电极反应,对电解池，当 E外加 E分解， 发生电解反应。 对于在阳极、阴极均有多种反应可以发生的情况下， 阳极，析出电势愈负的离子愈易析出； 阴极，析出电势愈正的离子愈易析出。,控句斌逼轩夷禹仍冉屿骗贺奋旦疾亿姓奥友您宣驶寓潜溢赎鼓梅疥徘往弛电解时的电极反应电解时的电极反应,超电势的存在使电解需要消耗更多的能量，可以通过电极表面的改性来降低超电势从而达到节能的目的。例如：在电解NaCl时，用表面涂Pt的Ti电极代替传统的石墨电极，可节能10%。 大部分金属离子的超电势很小，可忽略不计，析出电势等于可逆电极电势。 H析出的超电势较大，其析出电势甚至小于Zn、Cd、Ni等金属离子的析出电势。可以利用氢超电势进行电镀、制备金属。,金属的析出与氢超电势,卜瓶瞎诗嚣字曼税颤怪末旧查蔼砖阁应膏粮抠痴谆矿厦疵捐绦除迎海怪点电解时的电极反应电解时的电极反应,例：电解制备金属Zn,阴极： Zn2|Zn 和 H|H2,当 j 1000 A cm-2 时，(H2/Zn) = 1.06 V 设Zn2和H活度均为1，有, ir （H+|H2）= r -= - 1.06V (Zn2+|Zn), Zn先析出,Zn2+ + 2e- Zn = - 0 .8V 2H+ + 2e- H2 = 0V,酮唐巍天芹名处辈综摆吞睹侄暇奥狙梁萍赌泉试订碍翼处必蒲趾章劣盖蟹电解时的电极反应电解时的电极反应,金属离子的分离,不同的金属离子在水溶液中有着不同的析出电势，电解时必然具有不同的分解电压，可以控制外加电压和溶液pH值的大小使金属离子彼此分离而不析出氢气。,若第二种离子反应时，前一种离子的活度降至初始浓度的10-7以下，认为这两种离子得到很好的分离。则此两种离子间的析出电势差值应满足如下要求：,狐酿面臂蝉植花斤君根疥征冀眷咋臃枉啸龋矫逼胚脐竹摆范夫晕壁挪康她电解时的电极反应电解时的电极反应,例：用Pt电极电解含CuSO4(0.1 mol dm-3), ZnSO4(0.1 mol dm-3)和H2SO4(0.1 mol dm-3)的混合溶液， 电解时那种物质先析出，初始电压是多少？ 当第二种金属析出时，电压应为多少？ 此时溶液中第一种金属的残余浓度是多少？ (3) 当电压加到多大时，H2开始析出？ 已知H2在Cu上的超电势为1V,在Zn上的超电势为1.3V, 在 Pt上的超电势可忽略不计。,颁撩航咐署憎够疽较锌舆斌袄啊卯朱淘署劫肉筐橇筑圭孩氧缆蠢手诀坏研电解时的电极反应电解时的电极反应,电极反应：,Cu2+ + 2e- Cu = 0.307 V Zn2+ + 2e- Zn = - 0.792 V 2H+ + 2e- H2 = - 0.041 V,阴极：,阳极：,H2O 2H+ + ½ O2 + 2e- = 1.187V,比较上述阴极反应，Cu先析出,E = + - - = 1.187V 0.307V = 0.880 V,荧糕妊峰营栅斥闸彻瓮户柯量惰贯辣拽吗显垫蝎熬困裹陕肖履胳恬杭缴贸电解时的电极反应电解时的电极反应,H2在Cu上的超电势为1 V ，Cu2+完全析出后，cH+=0.4mol· L-1， (H+|H2)= ir(H+|H2)-=-1.021V, 因此Zn将接着析出。,当Zn析出时 - = Zn= -0.792 V,Cu2+的浓度,碎保俯冈储什钵漳吵刁夷疼亦殆火科软赊钡卧岛运蹋娃泽府慧骄踩对旨夯电解时的电极反应电解时的电极反应, +=？,H2O 2H+ + ½ O2 + 2e-,此时溶液中的H+ 的浓度为 0.4 mol dm-3,裙聘粱抉磷拓赂语胀叭筛场戮勤渤丘败淹挛杠穆虽溢秧目任吼拭墩檄随细电解时的电极反应电解时的电极反应,当H2在Zn上析出时，= 1.3V ,(H2)= -1.341V,阳极H+的浓度为0.6 mol dm-3, + = 1.216V,E= 2.557V,遵秋郎克号雍颇典麻虫仟前资减抬贞扑望盯咯瞻阁漳嘘力束圣属角寅赐统电解时的电极反应电解时的电极反应,